5.4.4. Перероблення сульфщних мщно-шкелевих руд

Технолопя виробництва шкелю 13 сульфщних мщно-шкелевих руд подобна до шрометалурпйного виробництва М1Д1. Вихщну сировину подр1бнюють 1 збагачують магн1тною сепарац1ею або флотащею. Отри- маний концентрат огрудковують. Руди, в яких вм1ст шкелю перевищуе 1,5 %, илавлять без збагачення.

Виплавку мщно-шкелевого штейну 13 сульфщно'1 сировини прово­дять у вщбивних, шахтних чи рудно-терм1чних печах. Можна також застосовувати будь-який автогенний процес. У вщбивних печах плавлять концентрати та руди, що мають поровняно легкоплавку пусту породу. Електропеч1 використовують у раз1 сировини 13 тугоплавкими складо- вими. Шахтш печ1 ефективно можна застосовувати лише за наявност! дешевого палива. В печах вщбуваються Т1 сам1 ф1зико-х1м1чн1 процеси, що й пщ час плавлення в под1бних печах мщного штейну. Вилучення шкелю та купруму в штейн залежно вщ технолог!! зазвичай становить 90 —97 % (нижня межа для шахтних печей, верхня для рудно-термочних електродугових печей). У штейш вони знаходяться у вигляд1 сульфшв К1₃8₂ 1 Си₂8 та частково у виглядо метал1чно'1 фази, IX сумарний вм1ст досягае 15—25 %. Штейн мкггить також кобальт (0,3 — 0,5 %), эал13о (47 — 55 %) та с1рку (23 — 27 %). Шлаки зазвичай складаються з окси-

Д1в силщш (ЗЮ₂), феруму (РеО), магнш (М§0) та алюмшш (А1₂О_э). Випускання штейну та шлаку з печей вщбуваеться окремо.

Незалежно вщ способу виплавлення штейн використовують для конвертування — продувания пов1трям у горизонтальних конвертерах, иоддбних до конвертердв для конвертування мщних штейшв. Ця оиеращя передбачае окиснення сульфщу феруму РеЗ з утворенням 30₂ 1 РеО та шлакування останнього додаванням у конвертер кварцу 5Ю₂. Вщпо­вщно до складу штейну головш метали за зростанням спорщненост! до кисню розм1щуються у такш послщовиостг. Си —»№ —> Со Ре. Тобто, щоб зберегти кобальт у файнштейш конвертування потребно проводи- ти з неповним окисненням залдза, шакше кобальт буде переходити до шлаково! фази. Кшцевий продукт конвертування — б1лий мщно-шке- левий штейн (файнштейн) — сплав сульфщ1в купруму й шкелю, в яко­му розчинеш зал130, кобальт, метали платииово! групи та шип щнш елементи. Середнш склад файнштейну, %: № — 35 — 40, Си — 25 — 30, Со — 0,7—1,3, Ре — 1,5 — 2, 3 — 15 — 24. Зменшення вм1сту арки сприяе пщвищенню юлысост! мстил'}чнпх н'шелю та мщ) у штейн!. Кон- вертерний шлак мштить шкель, мщь, кобальт (сумарно 2 — 2,5 %), тому вш пщдаеться збщнеиню в електропечах або його додають у шихту шахтноГ плавки.

Розпод1Л мци й шкелю проводять р1зними способами, серед яких иайбшьше поширений флотацшний. Технолопя передбачае спочатку дуже повшьне охолодження 1 кристал1зац1Ю (впродовж 40 — 80 год). В штервал! температур 1135 — 575 "С випадають кристали Си₂5, а рщи- на збагачуеться шкелем. За температури 575 °С випадае потршна евтек- тика Си₂3—№₃8₂—(№ + Си). Шеля охолодження штейн подр!6нюють, за допомогою магштно! сепараци вщокремлюють металеву фазу, що мае магштш властивосп, а решту флотують у лужному середовицц, вна­слщок чого отримують мщний 1 шкелевий концентрати та метал1чну фракцш з домшками благородних мета лик Мщний концентрат вико­ристовують для виробництва мщ1 за звичайною технолопею.

Шкелевий концентрат пщдають окисиеному випалюванню в печах з киплячим шаром. Процес нал ежить до автогенних, вщбуваеться за темпе­ратури 1100 — 1200 "С, пов1тря 1нод1 збагачують киснем. Продукт випа­лювання (недогарок) №0 шеля випускання з печ1 заздалепдь вщнов- люють у трубчастому реактор!, що значно знижуе витрати електроенергп у раз! подалыиого плавления на чорновий шкель.

Вщновлювальну плавку оксиду шкелю проводять у дугових елект- ричних печах за технолопею, яка близька до перероблення шкелевого файнштейну на вогняний шкель. Вщмшшсть полягае лише в тому, що плавку проводять без шлаково! фази (вилучення арки тут непотребно), а отриманий чорновий шкель розливають на карусельнш розливнш ма­шин! у вигляд1 анод1в масою до 300 кг. За сво!м складом вш значно вщр!зняеться вЩ чорнового шкелю, отриманого з оксидних руд. Чорно­вий шкель мютить 88 — 92 % №, крдм того, вш мае у своему склад! у вигляд1 дом1шок близько дванадцяти шших метал1чних елеменпв, 1 тому проводять його електрол1тичне або карбошльне рафшування.

Мета електрол личного рафшування — отримання з анод 1 в чистого катодного шкелю та вилучення цшних елеметтв — Со, Аи, А§, 5е, Те, Си, а також елеменлв платиновоТ групи. Процес електрол1тичного рафг нування шкелю складний, осюльки шкель належить до електронегатив них метал1в, 1 тому вщповщно до стандартних потенщал1в так1 дом1шки, як кобальт, зал 130, цинк, мщь, катюни Н будуть разом 13 ним або рашше розряджатися на катодь Щоб запобшти цьому, на практищ ка тод вщокремлюють вщ анода пористою Д1афрагмою, яку роблять 13 синтетичних тканин на основ1 пол1етилену або брезенту. Вщповщно електрол1т подшяють на ДВ1 частини. Той, що знаходиться в прикатод ному простор^ називають катсштом, а зовш — анол1Том. ГИд час розчи нення анода в анол1т переходять шкель та його дом1Шки. Цей розчии безперервно надходить у систему очищения, де вилучаються мщь, зал1- зо та кобальт, 1 лише пот1м його подають у прикатодний прост!р. Р1вень катол1ту в д1афрагм1 пщтримують на 30 — 40 мм вище вщ р1вня анол1ту, 1 завдяки надлишковому тиску запобшають проникненню анол1ту в прикатодний прост1р, тобто забрудненню катол1ту.

Електрол13 проводять у ваннах, зроблених 13 бетону 1 футерованих кислотостшкою цеглою, керам1чною плиткою або пластмасою. Розчинен ня ано/цв тривае 15 — 20 /и б за таких показншав: густина струму — 240 — 350 А/м², температура електрол1ту — 55 — 75 °С, напруга на електрол13нш ванш — 2,6 — 3,0 В, вихщ за струмом — 95 — 97 %; витра- ти електроенергп на 1 т шкелю — 2400 — 3300 кВт • год.

Благородш метали та шип нерозчинш домпики випадають у шлам, з якого пот1м вилучають корисш елементи.

Шсля електрол1тичного рафшування отримують катодний шкель, що м1стить 99,9 — 99,99 % №. У раз) потреби вакуумно-шдукцшною плавкою його переплавляють на зливки.

У виробництв1 шкелю використовують також гщрометалургшш спо­соби, як1 значно бшыые поширеш, шж у металургп мщь Ниш Тх вико­ристовують для перероблення окиснених шкелевих руд, шкелевих су ль фщних 1 шротинових концентра™, сульфщних нашвпродукпв (штейшв, файнштейшв та ш.) з використанням сульфатних, штратних та хло ридних рОЗЧИШВ.